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某同學利用如圖甲所示的實驗裝置

發布時間:2021-02-10 08:24:18

① 某同學利用如圖1所示的實驗裝置來驗證機械能守恆定律:(1)該同學開始實驗時情形如圖所示,接通電源釋放

(1)本實驗要求採用打電計時器,而打點計時器採用的是交流電源,而本版實驗中採用了直流電源;權
同時,由於加速度較大,故紙帶應在1米左右,且應讓重物緊靠打點計時器,而本實驗中離打點計時器太遠,故錯誤為:
①打點計時器接了直流電源;②重物離打點計時器太遠;
(2)計數點A、B、C、D依次間隔一個點(圖中未畫出),所以相鄰的計數點的時間間隔是T=0.04s
根據勻變速直線運動中中間時刻的瞬時速度大小等於該過程中的平均速度大小,因此有:
vB=

xAC
tAC
=
1.254?0.314
2×0.04
=1.18m/s
EkB=
1
2
mvB2=
1
2
×1×(1.18)2=0.690J
從開始下落算起,打點計時器記錄B點時,重錘勢能減少量為△EP=mgh=1×9.8×0.706=0.692J
由(1)(2)中數據可知重錘動能增加量近似等於重錘勢能減少量,即在誤差允許的范圍內重錘下落過程機械能守恆.
故答案為:(1)打點計時器接了直流電;重物離打點計時器太遠.
(2)1.18;0.690J;0.692J;在誤差允許的范圍內重錘下落過程機械能守恆.

② (1)某同學利用如圖甲所示的實驗裝置,探究物塊在水平桌面上的運動規律.物塊在重物的牽引下開始運動,

①根據某段的平均速度等於中時刻的速度,則有:v5=

x46
2T
=
0.1101+0.0900
0.2
=1.00m/s
②由紙帶可知,計數點7往後做內減速運容動,根據作差法得:
a=
x9?11?x7?9
(2T)2
=
(0.0660+0.0460)?(0.106+0.0861)
(2×0.1)2
=-2.00m/s2
在減速階段產生的加速度的力是滑動摩擦力和紙帶受的阻力,所以計算結果比動摩擦因素的真實值偏大.
故答案為:1.0,2.0,偏大.

③ (12分)某同學利用如圖甲所示的實驗裝置測量重力加速度。 ①請指出該同學在實驗操作中存在的兩處錯誤:

①打點計時器應該接交流電源(3分);開始時重物應該靠近版打點計時器(3分)(其他說明權若正確也給分);② (3分);9.4(3分)

④ 某同學利用圖甲所示的實驗裝置,探究物塊在水平桌面上的運動規律。物塊在重物的牽引下開始運動,重物落地

(1)6,7(2)1.00,1.20(3)2.00

⑤ 某同學利用如圖甲所示的實驗裝置測量當地重力加速度.(1)請指出該同學在實驗操作中存在的兩處明顯錯誤

(1)①打點計時器應接交流電源
②重物釋放時應緊靠打點計時器
(2)利用回勻變速直線運動答的推論
vE=

xDF
tDF
(h5?h3)f
2
v2=2gh
速度的二次方v2與距離(h)的關系圖線的斜率為k=
8.4?3.6
0.25
=19.2
所以g=9.6m/s2
故答案為:(1)①打點計時器應接交流電源;
②重物釋放時應緊靠打點計時器;
(2)
(h5?h3)f
2
;9.6

⑥ (1)某同學利用圖甲所示的實驗裝置,探究物塊在水平桌面上的運動規律.物塊在重物的牽引下開始運動,重

①從紙帶上的數據分析得知:在點計數點6之前,兩點之間的位移逐漸增大,是加速運動,在計數點7之後,兩點之間的位移逐漸減小,是減速運動,所以物塊在相鄰計數點6和7之間某時刻開始減速;
②v 5 =
x 46
2T
=1.00m/s
v 6 =
x 57
2T
=1.20m/s
③由紙帶可知,計數點7往後做減速運動,根據作差法得:
a=
0.046+0.066-0.0861-0.1060
0.04
=-2.00m/s 2 .所以大小為2.00m/s 2
測量值與真實值比較,測量值偏大,因為實驗中存在阻力,比如:沒有考慮紙帶與打點計時器間的摩擦;沒有考慮空氣阻力等.
(2)、①從圖中讀出金屬絲的直徑為d=1.5mm+27.5×0.01mm=1.775mm


②因測量金屬絲的電阻率電流不能太大,電流表應選A 1 ;待測電阻的電壓約為2V,所以電源選擇E 1
電阻值較小,電流表應用分壓式,電路圖如圖所示
故答案為:(1)①6,7;②1.00,1.20;③2.00,偏大
(2)①1.775(1.773~1.775均正確);②A 1 ,E 1 ,電路如圖所示

⑦ Ⅰ、(1)某同學利用如圖甲所示的實驗裝置測量重力加速度.請指出該同學在實驗操作中存在的兩處明顯錯誤

I(1)打點計時器使用交流電源,而該題中接了直流電;重物離打點計時器太遠,這樣紙帶上上所打點很少,不利於減小誤差.
故答案為:打點計時器接了直流電;重物離打點計時器太遠.
(2)勻變速直線運動某段時間內的平均速度等於中間時刻的瞬時速度,從D點到F點的時間為:tDF=2T=

2
f
,所以有:
vE=
xDF
tDF
=
(h5-h3)
2
f
根據mgh=
1
2
mv2-
1
2
m
v
2

⑧ 某同學利用圖甲所示實驗裝置及數字化信息系統獲得了小車加速度a與鉤碼的質量m的對應關系圖,如圖乙所示,

(1)根據該同學的結果得出a-m圖線是曲線,即小車的加速度與鉤碼的質量成非線性關系;
(2)從上圖中發現直線沒過原點,當a=0時,m≠0,即F≠0,也就是說當繩子上拉力不為0時,小車的加速度為0,所以可能的原因是存在摩擦力.
(3)若利用本實驗來驗證「小車質量不變的情況下,小車的加速度與作用力成正比」的結論,並直接以鉤碼所受重力mg作為小車受到的合外力,則實驗中應採取的改進措施是:
①調節軌道的傾斜度以平衡摩擦力,即使得繩子上拉力等於小車的合力.
②根據牛頓第二定律得,整體的加速度a=

mg
M+m
,則繩子的拉力F=Ma=
mg
1+
m
M
,知鉤碼的質量遠小於小車的質量時,繩子的拉力等於鉤碼的重力,所以鉤碼的質量應滿足的條件是遠小於小車的質量.
故答案為:(1)非線性;
(2)存在摩擦力;
(3)調節軌道的傾斜度以平衡摩擦力;遠小於小車的質量.

⑨ 某同學利用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恆定律.弧形軌道末端水平,離地面的高度為H.將鋼球從軌道

(1)物體在光滑軌道上下落時,機械能守恆有:mgh=
1
2
mv 2
平拋回後有:x=v 0 t ②
H=
1
2
gt 2
聯立答①②③解得:x 2 =4Hh.
(2)圖象如圖所示



對比實驗結果與理論計算得到的s 2 --h關系圖線中發現:自同一高度靜止釋放的鋼球,也就是h為某一具體數值時,理論的s 2 數值大於實驗的s 2 數值,根據平拋運動規律知道同一高度運動時間一定,所以實驗中水平拋出的速率小於理論值.
(3)由於客觀上,軌道與小球間存在摩擦,機械能減小,因此會導致實際值比理論值小.小球的轉動也需要能量維持,而機械能守恆中沒有考慮重力勢能轉化成轉動能的這一部分,也會導致實際速率明顯小於「理論」速率.
所以造成上述誤差的可能原因是小球與軌道間存在摩擦力.
故答案為:(1)4Hh.
(2)小於.
(3)小球與軌道間存在摩擦力.

⑩ 某同學利用如圖甲所示的實驗裝置測量重力加速度(1)請指出該同學在實驗操作中存在的兩處明顯錯誤或不當

(1)打點計時器應來該接交自流電源,重物釋放時緊靠打點計時器.
(2)E點的瞬時速度等於DF段的平均速度,vE=

xDF
2T
(h5?h3)f
2
,根據v2?v02=2gh,v2=v02+2gh,則圖線的斜率k=2g=
8.3?3.6
0.25
,解得g=9.4m/s2
(3)該同學測量值存在偏差的主要原因是紙帶運動過程中有阻力存在.
故答案為:(1)打點計時器應接交流電源重物釋放時應緊靠打點計時器
(2)
(h5?h3)f
2
;9.4
(3)紙帶運動過程中有阻力存在(或空氣阻力和摩擦阻力的影響)

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